在2020年GTC大會(huì)上，NVIDIA創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛談到，在現(xiàn)代化、安全的加速數(shù)據(jù)中心中，DPU已成為其重要的組成部分。CPU、GPU和DPU的結(jié)合，可構(gòu)成完全可編程的單一AI計(jì)算單元，提供前所未有的安全性和算力。

DPU，全稱是Data Processing Unit，是繼承CPU、GPU之后，數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景中的第三顆重要的算力芯片，為高帶寬、低延遲、數(shù)據(jù)密集的計(jì)算場(chǎng)景提供計(jì)算引擎。

目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有不少DPU玩家，根據(jù)THENEXTPLATFORM的分析指出，在2020年，國(guó)外主要玩家包括博通、英特爾、英偉達(dá)、Netronome、Pensando、Fungible和Xilinx，還包括云供應(yīng)商三大巨頭。

國(guó)內(nèi)廠商DPU芯片廠商主要有芯啟源、大禹智芯、中科馭數(shù)、星云智聯(lián)等，近年來這幾家廠商都在積極推進(jìn)優(yōu)化自家產(chǎn)品，并且資本也在積極投入到這個(gè)領(lǐng)域，近段時(shí)間，芯啟源、星云智聯(lián)都宣布完成不同數(shù)額的融資。

那么近幾年興起的DPU到底是什么，具有哪些功能？目前各大玩家都取得了怎樣的成績(jī)，該領(lǐng)域未來前景如何？

什么是DPU？

根據(jù)英偉達(dá)此前發(fā)布過的一篇文章顯示，DPU是一種新型可編程處理器，集三個(gè)關(guān)鍵要素：

第一個(gè)是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的、高性能及軟件可編程的多核CPU，通常基于已應(yīng)用廣泛的Arm架構(gòu)，與其的SOC組件密切配合；
第二個(gè)是高性能網(wǎng)絡(luò)接口，能以線速或網(wǎng)絡(luò)中的可用速度解析、處理數(shù)據(jù)，并高效地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾PU和CPU。
第三個(gè)是各種靈活和可編程的加速引擎，可以卸載AI、機(jī)器學(xué)習(xí)、安全、電信和存儲(chǔ)等應(yīng)用，并提升性能。

所有這些DPU功能對(duì)于實(shí)現(xiàn)安全的、裸性能的、原生云計(jì)算的下一代云上大規(guī)模計(jì)算至關(guān)重要。

DPU可以用作獨(dú)立的嵌入式處理器，但通常是被集成到SmartNIC（一種作為下一代服務(wù)器中關(guān)鍵組件的網(wǎng)卡）中。

DPU專注于數(shù)據(jù)處理，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)路徑加速引擎至少需要具備下述10項(xiàng)功能：

1、像OVS（開放式虛擬交換機(jī)）一樣對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析、匹配和處理
2、基于Zero Touch RoCE的RDMA數(shù)據(jù)傳輸加速
3、通過GPU-Direct加速器繞過CPU，將來自存儲(chǔ)和其他GPU的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)直接傳給GPU
4、TCP通信加速，包括RSS、LRO、checksum等操作
5、網(wǎng)絡(luò)虛擬化的VXLAN和Geneve Overlay卸載和VTEP卸載
6、面向多媒體流、CDN(內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò))和新的4K / 8K IP視頻（如基于ST 2110規(guī)范的RiverMax）的“Packet Pacing”流量整形加速
7、電信Cloud RAN的精準(zhǔn)時(shí)鐘加速器，例如5T for 5G (精準(zhǔn)時(shí)鐘調(diào)度5G無線報(bào)文傳輸技術(shù))功能
8、在線IPSEC和TLS加密加速，但不影響其它正在運(yùn)行的加速操作
9、支持SR-IOV、VirtIO和PV(Para-Virtualization)等虛擬化
10、安全隔離：如信任根、安全啟動(dòng)、安全固件升級(jí)以及基于身份驗(yàn)證的容器和應(yīng)用的生命周期管理等

國(guó)內(nèi)都有哪些廠商在布局DPU？

數(shù)據(jù)中心建設(shè)帶動(dòng)DPU未來發(fā)展，根據(jù)根據(jù)Fungible和Nvidia的預(yù)測(cè)，用于數(shù)據(jù)中心的DPU量級(jí)將達(dá)到和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等量的級(jí)別。目前，服務(wù)器每年新增大約千萬量級(jí)，每臺(tái)服務(wù)器可能沒有GPU，但一定會(huì)有一顆或者多顆DPU，每顆DPU如果1萬元計(jì)算，這將是千億量級(jí)的市場(chǎng)規(guī)模。

面對(duì)如此大的市場(chǎng)規(guī)模，而且因?yàn)槭切屡d產(chǎn)品類型，國(guó)內(nèi)外差距其實(shí)不會(huì)很大，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有多家廠商正在加速布局，并不時(shí)傳出新進(jìn)展，同時(shí)芯片是一個(gè)需要大額資金投入研發(fā)的行業(yè)，可以看到，資本也在積極投資，與企業(yè)一起共同加快推動(dòng)該領(lǐng)域的規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用。

芯啟源

芯啟源是一家針對(duì)超大規(guī)模電信和企業(yè)級(jí)的智能網(wǎng)絡(luò)提供核心芯片和系統(tǒng)的企業(yè)，致力于打造DPU產(chǎn)業(yè)生態(tài)，快速布局5G云數(shù)據(jù)中心和高端EDA市場(chǎng)，為云數(shù)據(jù)中心提供最優(yōu)的智能網(wǎng)卡，為芯片設(shè)計(jì)公司提供最具競(jìng)爭(zhēng)力的仿真EDA解決方案。

芯啟源有量大板塊核心產(chǎn)品，該公司的智能網(wǎng)卡是目前國(guó)內(nèi)唯一基于SoC架構(gòu)的成熟DPU的完整解決方案，并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已經(jīng)成熟量產(chǎn)，可提供從芯片、板卡、驅(qū)動(dòng)軟件和全套云網(wǎng)解決方案產(chǎn)品。

據(jù)介紹，中國(guó)移動(dòng)蘇研院的首批智能網(wǎng)卡訂單正是采購(gòu)的芯啟源的產(chǎn)品，在中移動(dòng)大云系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層面，芯啟源智能網(wǎng)卡通過透明卸載SDN控制器關(guān)鍵云網(wǎng)流表至網(wǎng)卡硬件中加速，可徹底釋放大量被網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)消耗的服務(wù)器CPU和內(nèi)存資源，全面提升中移動(dòng)云機(jī)虛擬化效率，雙方已成立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，將共同推進(jìn)下一代智能網(wǎng)卡開發(fā)。

芯啟源在今年2月和今年6月分別完成了數(shù)億元的Pre A2和Pre A3輪融資，Pre A3輪融資由SIG海納亞洲、浦東科創(chuàng)、晶晨半導(dǎo)體、熠美投資等聯(lián)合投資，該公司表示，本輪融資將繼續(xù)用于吸引全球尖端研發(fā)與管理人才加入芯啟源團(tuán)隊(duì)，并啟動(dòng)DPU芯片下一階段技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)拓展。

大禹智芯

大禹智芯致力于DPU產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)和服務(wù)，核心團(tuán)隊(duì)擁有十年以上云計(jì)算平臺(tái)設(shè)計(jì)、研發(fā)和運(yùn)營(yíng)的經(jīng)驗(yàn)，曾服務(wù)于百度、阿里、美團(tuán)及英特爾、思科等公司，對(duì)云計(jì)算平臺(tái)的使用場(chǎng)景及基礎(chǔ)設(shè)施的搭建有著清晰的理解和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

大禹智芯的DPU產(chǎn)品具有高速網(wǎng)絡(luò)處理、無縫對(duì)接分布式存儲(chǔ)和裸金屬管理等功能特性，可廣泛應(yīng)用于云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、邊緣計(jì)算、5G等領(lǐng)域，產(chǎn)品面向企業(yè)客戶，目前已經(jīng)完成第一代產(chǎn)品的測(cè)試工作，正在批量生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于今年第三季度出貨。第一代產(chǎn)品主要應(yīng)用于邊緣平臺(tái)，流量編排與管控等兩方面，并且已經(jīng)開始研發(fā)100G產(chǎn)品，將面向更廣闊的云計(jì)算場(chǎng)景。

公司于本月9日宣布完成數(shù)千萬元Pre-A輪融資，由華義創(chuàng)投和奇績(jī)創(chuàng)壇投資，據(jù)介紹，本輪融資資金將用于DPU產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)投入以及高端人才的引入，大禹智芯在成立初期還獲得了由中科創(chuàng)星和惟一資本聯(lián)合投資的天使輪融資。

中科馭數(shù)

中科馭數(shù)成立于2018年，專注于專用處理器研發(fā)，致力于解決后摩爾定律時(shí)代通用算力不足的核心問題,為智能時(shí)代提供核心芯片和解決方案。

公司創(chuàng)新性地提出了軟件定義加速器技術(shù)，自主研發(fā)了KPU芯片架構(gòu)，打造了業(yè)界首顆擁有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫一體化加速功能的DPU芯片和智能網(wǎng)卡系列產(chǎn)品和解決方案。

2019年中科馭數(shù)基于自研的KPU架構(gòu)流片了K1芯片，目前解決方案主要落地于金融場(chǎng)景。今年3月31日，該公司發(fā)布了下一代DPU芯片計(jì)劃，將基于自研的KPU芯片架構(gòu)，推出新一代DPU芯片K2，該芯片可應(yīng)用于金融科技、數(shù)據(jù)中心、混合云及邊緣計(jì)算等高帶寬、低延遲、數(shù)據(jù)密集型的計(jì)算場(chǎng)景。

K2的功能包括完善的L2/ L3/L4層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理，可處理高達(dá)200G網(wǎng)絡(luò)帶寬數(shù)據(jù)。融合了數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)處理能力，直接面向OLAP、OLTP及大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，還囊括了機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)算核以及安全加密運(yùn)算核，該顆芯片預(yù)計(jì)將于2021年底流片。

星云智聯(lián)

星云智聯(lián)專注于數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)互聯(lián)通信架構(gòu)和DPU芯片研發(fā)，致力于構(gòu)建數(shù)字世界算力的智能連接和開放生態(tài)，讓云計(jì)算和數(shù)據(jù)中心成為構(gòu)建未來數(shù)字社會(huì)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

公司匯聚了來自硅谷、以色列、加拿大等地ICT領(lǐng)域頂尖專家，這支過往成功的實(shí)現(xiàn)了多領(lǐng)域通信與網(wǎng)絡(luò)芯片開發(fā)的團(tuán)隊(duì)，是目前國(guó)內(nèi)唯一達(dá)到了全球領(lǐng)先水平，真正有能力開發(fā)出DPU及其生態(tài)系統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)，核心成員都參與了網(wǎng)絡(luò)大芯片從零到一探索、發(fā)展、優(yōu)化、超越的全過程，具備全系統(tǒng)、長(zhǎng)周期工程開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，擁有對(duì)云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)商等多場(chǎng)景的深度理解，以及設(shè)計(jì)滿足不同市場(chǎng)需求產(chǎn)品的能力。

星云智聯(lián)近日宣布完成數(shù)億元Pre-A輪融資，本輪融資由老股東鼎暉VGC領(lǐng)投，現(xiàn)有投資方高瓴創(chuàng)投、華登國(guó)際繼續(xù)追加投資；BAI資本、復(fù)星、華金投資、金浦投資、嘉御基金、松禾資本、沃賦資本等多家投資機(jī)構(gòu)跟投，在三個(gè)月前該公司才完成天使輪融資。

星云智聯(lián)認(rèn)為，無論從市場(chǎng)的分散度，還是細(xì)分市場(chǎng)的可復(fù)制性兩個(gè)維度考慮，DPU賽道都滿足獨(dú)立芯片公司成長(zhǎng)的條件。在完成這輪融資后，星云智聯(lián)將持續(xù)引入多領(lǐng)域研究型人才構(gòu)筑技術(shù)縱深競(jìng)爭(zhēng)力，引入開源和生態(tài)建設(shè)運(yùn)營(yíng)人才構(gòu)筑生態(tài)影響力和新商業(yè)模式。

DPU芯片賽道未來前景如何？

從上述內(nèi)容來看，目前在DPU芯片布局的廠商還不算多，因?yàn)楫吘故且粋€(gè)新興賽道，不過從國(guó)內(nèi)幾家公司的融資情況來看，資本對(duì)DPU的青睞程度倒是很高，可以看到，芯啟源、大禹智芯、星云智聯(lián)近來都宣布完成融資，其中芯啟源、星云智聯(lián)在兩三個(gè)月時(shí)間就完成三輪融資。為何資本看好這個(gè)全新賽道？

首先，從這個(gè)行業(yè)未來可能的市場(chǎng)規(guī)模來看，可以說是相當(dāng)巨大，當(dāng)前全球算力需求早已遠(yuǎn)超算力的增長(zhǎng)速度，云數(shù)據(jù)中心發(fā)展正面臨軟硬件的顛覆性變革，DPU應(yīng)運(yùn)而生，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心傳輸和數(shù)據(jù)處理，與CPU、GPU共同組成未來計(jì)算的三大支柱。

DPU可以解放CPU的算力，釋放服務(wù)器的負(fù)載，并憑借低功耗顯著降低綜合成本，未來每臺(tái)服務(wù)器都一定需要一顆或者多顆DPU，好比每臺(tái)服務(wù)器都必須配網(wǎng)卡一樣，就如上文提到的，用于數(shù)據(jù)中心的DPU量級(jí)將達(dá)到和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等量的級(jí)別，而且目前服務(wù)器每年以大約千萬量級(jí)增長(zhǎng)，DPU的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到千億量級(jí)。

另外，除了市場(chǎng)規(guī)模巨大以外，下游數(shù)據(jù)中心廠商已經(jīng)在積極部署，包括中國(guó)移動(dòng)、亞馬遜、阿里等巨頭廠商都已經(jīng)部署DPU產(chǎn)品，未來，在這些下游廠商的需求推動(dòng)下，DPU芯片的產(chǎn)品和市場(chǎng)也更容易走向成熟、走向規(guī)模化。

整體而言，DPU在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用未來前景可期，不過也有值得關(guān)注的地方，比如雖然大型云服務(wù)廠商已經(jīng)大量部署了DPU產(chǎn)品，不過DPU產(chǎn)品真正商業(yè)化還不算成功，因?yàn)槟壳笆忻嫔螪PU產(chǎn)品功能覆蓋和場(chǎng)景覆蓋能力不足，難以滿足不同客戶對(duì)于DPU產(chǎn)品快速使用的需求，因此，未來DPU芯片廠商、云服務(wù)廠商、資本等還需要攜手積極優(yōu)化產(chǎn)品、推進(jìn)應(yīng)用，共同促進(jìn)DPU產(chǎn)業(yè)發(fā)展。